1.5.1. Các nghiên cứu trên thế giới
Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu tách chiết protein từ cá, tôm, mực…
bằng phương pháp điều chỉnh pH. Đặc biệt, Batista (1998) đã nghiên cứu khai thác protein từ nguyên liệu còn lại của quá trình chế biến cá tuyết và ứng dụng protein tách chiết đƣợc sử dụng làm surimi hiệu quả [14]. Hutin và cộng sự cũng rất nhiều công trình nghiên cứu tách chiết protein từ cá, mực… và ứng dụng thu đƣợc để bổ sung vào các loại bánh, thức ăn cho tôm, surimi [16], [17], [18], [19]… Bên cạnh đó, Palafox và cộng sự (2009) nghiên cứu sử dụng phương pháp điều chỉnh pH để thhu hồi protein từ phế liệu mực và ứng dụng bổ sung vào thực phẩm để tăng hàm lƣợng protein [20].
Nhiều công trình nghiên cứu đã chỉ ra rằng có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lƣợng của gel protein đƣợc tách chiết từ thịt cá nhƣ điều kiện xử lí nguyên liệu, điều kiện bảo quản [21]; [22]. Thực tế, nhiều công đoạn trong công nghệ đã phá vỡ cấu trúc tự nhiên của cơ thịt cá (xay nghiền), thậm chí còn làm cho cấu trúc protein lỏng lẻo hơn (công đoạn rửa). Do đó rất cần đƣa vào những phụ liệu để cải thiện cấu trúc gel cuối cùng, một trong số các yếu tố ảnh hưởng lớn đến cấu trúc đó là loại phụ liệu sử dụng. Trong số này, nhóm các chất đồng tạo gel với protein của cá rất quan trọng, những chất đó hiện nay có thể là protein (lòng trắng trứng gà, protein đậu tương, protein sữa,…) hay các poly sacarit (tinh bột, agar-agar, carrageenan, xenlulo,…),….
Các nghiên cứu gần đây về các chất đồng tạo gel đã đƣợc triển khai.
Các tác giả Grabowska và Sikorski (1976); Matsumoto (1980); Suzuki (1981) cho thấy các tính chất chức năng của protein thịt cá giảm đi nhiều trong quá trình bảo quản đông, đặc biệt là khả năng tạo gel của protein phụ thuộc vào sự biến tính do lạnh đông và cấu trúc protein sợi cơ. Park (1994) nghiên cứu cho thấy nồng độ muối, pH, sức căng bề mặt, độ dài cấu trúc mạng lưới gel, hiện tượng hydrat hóa ảnh hưởng đến sự biến tính protein trong quá trình cấp đông và bảo quản đông [23]. Năm 1995, Park cũng đã nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng và các tính chất của protein bổ sung vào gel cá Alaska (protein đậu tương, gluten bột mì, lòng trắng trứng,…) đến trạng thái cấu trúc, màu sắc và độ bền đông kết của gel. Kết quá cho thấy lòng trắng trứng ít ảnh hưởng đến màu sắc nhưng trạng thái cấu trúc lại giòn và dễ gãy.
30
Một protein khác –SPI (soy protein isolate), protein đƣợc tách chiết từ hạt đậu tương cũng được một số nhà khoa học nghiên cứu ảnh hưởng đến tính chất cơ lí và tạo gel [24], [25]; [26]; [27]. Yongkang Luo và cộng sự (2004) đã nghiên cứu ảnh hưởng của SPI (10-40%) đến tính chất gel protein của cá minh thái Alaska và cá chép bạc (Bắc Mỹ). Kết quả chỉ ra rằng khi phối trộn bổ sung SPI thì lực phá vỡ cấu trúc của gel lạnh (không gia nhiệt hoặc gia nhiệt độ thấp dưới 300C) thì lực phá vỡ cấu trúc giảm khi tăng khi tăng tỷ lệ SPI bổ sung. Tuy nhiên khi xử lí nhiệt ở 850C sau 30 phút thì lực phá vỡ của cấu trúc gel tăng khi bổ sung 10% SPI, sau đó giảm xuống khi tiếp tục bổ sung SPI [24]. Cũng với một nghiên cứu khác, Yongkang Luo và cộng sự (2007) phát hiện ra SPI có khả năng đồng tạo gel với protein cá và có khả năng bảo quản ở điều kiện bảo quản đông, nhƣng với tỉ lệ sử dụng SPI khá cao (10-40%), nên lúc này lực phá vỡ cấu trúc không tăng nữa và nó phụ thuộc vào nồng độ protein, nhiệt độ xử lí. Nồng độ protein và nhiệt độ tăng, lực phá vỡ cấu trúc tăng và ngƣợc lại [25]. Cũng tương tự, đối với gel protein từ cá chép bạc có bổ sung SPI ở tỉ lệ cao (10-40%) [27], kết quả nghiên cứu của Ali Jafarfour và cộng sự (2012) cũng cho xu hướng giống với kết quả của Yongkang Luo và cộng sự (2007). Ngoài ra, Hasanpour F. và cộng sự (2012) còn nghiên cứu ảnh hưởng kết hợp của protein đậu tương (0,5 và 10%) và xathan gum (0; 0,25 và 0,5%) đến tính chất cơ lí của gel protein từ cá chép bạc [26].
Kết quả chỉ ra rằng khi kết hợp 10% protein đậu tương, 0,5% xathan gum với sự có mặt của 4% sorbitol cho surimi chất lƣợng gel tốt nhất.
Cũng có khả năng đồng tạo gel giống nhƣ protein, tinh bột đóng vai trò rất quan trọng trong nghiên cứu. Đối với ảnh hưởng của tinh bột biến tính, trên thế giới cũng có nhiều nghiên cứu khá sớm [28] cho đến sau này, J. M. KIM và C. M. LEE (1987) đã nghiên cứu ảnh hưởng của tinh bột biến tính khoai tây đến tính chất gel của cá meluc đỏ ở điều kiện bảo quản ở nhiệt độ lạnh (40C) hay nhiệt độ thường (220C). Kết quả cho thấy khi sử dụng 5% sẽ giúp cho cấu trúc gel tốt hơn là lực đâm xuyên cao, đặc biệt là làm tăng lực đâm xuyên nếu nhƣ gel đƣợc phối trộn tinh bột đƣợc gia nhiệt ở 900C trước khi bảo quản ở 40C trong vòng 7 ngày [28]. Ảnh hưởng của tinh bột sắn đến tính chất của protein cơ thịt cá trắm cỏ Mincong Fan và cộng sự (2017) khảo sát với tỷ lệ protein cá/ tinh bột sắn khác nhau (0,1 - 1). Hỗn hợp đƣợc xử lí nhiệt ở 900C, kết quả
31
là khi phối trộn với tỷ lệ nhỏ tinh bột, mô đun đàn hồi tăng và sẽ giảm khi tăng tỉ lệ tinh bột sắn và dạng hỗn hợp dần chuyển sang trạng thái nhớt [29]; [30].
1.5.2. Các nghiên cứu trong nước
Tại Việt Nam trước tình hình ngành chế biến cá tra, cá basa phát triển mạnh mẽ với đặc điểm là ngành này sinh ra một lượng nước thải có chứa một lượng máu và mỡ cao khó xử lí và dễ gây ôn nhiễm môi trường. Do đó, tác giả Trang Sĩ Trung và cộng sự đã tiến hành sử dụng phương pháp điều chỉnh pH về điểm đẳng điện để thu hồi protein từ dịch thải và ứng dụng vào thực phẩm hoặc thức ăn chăn nuôi [31].
Hiện nay cũng đã có nghiên cứu về khảo sát đánh giá tác động của phụ liệu nhằm cải thiện chất lƣợng cũng nhƣ khả năng bảo quản kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm [32]. Năm 2004, Thái Văn Đức và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng chất đồng tạo gel (tinh bột) đến chất lƣợng gel của cá mối trong quá trình bảo quản đông [33]. Kết quả thu đƣợc bột nếp là cho chất lƣợng gel tất nhất ở tỉ lê là 4%.
Hay trên đối tƣợng cá rô phi của Nguyễn Hoàng Phƣợng nghiên cứu các ảnh hưởng của gelatin, tinh bột biến tính nhằm nâng cao độ dẻo, độ dai và độ bền đông kết gel của rô phi [34]. Kết quả nghiên cứu cho thấy ở tỉ lệ gelatin (0,2 – 0,6%), tinh bột biến tính (2 – 4%) thì độ bền chắc và độ dai của gel tăng lên đáng kể. Một nghiên cứu khác cũng trên đối tƣợng cá rô phi đó là nghiên cứu ảnh của chất đồng tạo gel đến tính chất cơ lí của gel của tác giả Hồ Ngọc Hạ [35]. Kết quả nghiên cứu chỉ ra gel khi đƣợc phối trộn với các chất đồng tạo gel nhƣ bột lòng trắng trứng (1%), tinh bột biến tính (4%) thì tăng độ bền chắc và dẻo dai của gel.
Các chất đồng tạo gel theo theo lí thuyết là rất tốt cho chất lƣợng của gel. Tuy nhiên hiện tại chƣa có nhiều nghiên cứu về mảng này. Mặc khác mỗi loài nguyên liệu lại có tính chất khác nhau, đặc biệt là cấu trúc của protein. Nhƣ vậy để có chất lƣợng gel tốt nhất thì khi phối trộn với mỗi chất đồng tạo gel thì sẽ có một tỉ lệ thích hợp riêng.
Riêng đối với cơ thịt đỏ cá ngừ cũng đã được nghiên cứu phương pháp tách chiết protein bằng phương pháp điều chỉnh pH của Phạm Thị Hiền [36]. Qua nghiên cứu cho thấy điều kiện tối ƣu quá trình tách chiết là pH (12 – 13), thời gian hòa tan là 80
32
phút và tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/10. Tuy nhiên trong nghiên cứu này, tác giả đã hòa tan trực tiếp cơ thịt cá tại pH trên 12 và không qua rửa loại bỏ sơ bộ nguyên liệu trước khi hòa tan. Từ quy trình tham khảo của nhóm tác giả Phạm Thị Hiền chúng tôi đã áp dụng làm thử cho nguyên liệu cụ thể, kết quả cho thấy sản phẩm FPI có màu sẫm, lƣợng NaOH sử dụng để chuẩn bị dung môi chiết rất lớn. Do đó lƣợng HCl để đưa dung dịch chiết về điểm đẳng điện dùng rất cao, và lượng nước để rửa kết tủa để loại muối rất lớn. Điều này dẫn đến chất lƣợng cảm quan kém, chi phí tách chiết tăng cao. Đó là những lý do mà chúng tôi dựa trên cơ sở nghiên cứu của nhóm tác giả Phạm Thị Hiền để thực hiện nghiên cứu này.
33